面面俱到的钢结构阻燃材料 - 防火涂料应用探讨

来源:慧正资讯 2022-12-12 17:56

钢结构作为高层建筑结构的一种形式,以其强度高、自重轻有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点,在建筑业中得到了广泛应用。但是钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷,它的机械性能,如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲而造成危害。

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钢结构防火涂料,作为近年来比较先进的防火技术措施,它除具有普通涂料的装饰和保护作用外,还具有防腐、防锈、耐酸碱、盐雾等性能,更重要的是由于涂料本身具有不燃性或难燃性,能阻止火灾发生时火焰的蔓延和延缓火势的扩展,较好地保护了基材,避免钢结构失去支撑能力而导致危害。由于其优越的性能,越来越广泛的被使用于各种场所。

防火涂料层在受火时膨胀发泡,形成泡沫,泡沫层不仅隔绝了氧气,而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能,可延滞热量传向被保护。主要适用于耐火极限要求在2小时以内的各种钢结构工程承重构件的表面防火保护。如建筑、航天、石油、化工、电力、冶金、国防、轻纺等各类室外建筑承重钢结构件的防火保护,还适用于一些石油化工工程、石油钻井平台,储油设施支撑架、汽车制造等钢结构的防火保护等,以及具有溶剂类化学品火灾风险的钢结构工程,可有效阻止火势失控蔓延,争取宝贵的主动灭火时间,降低灾害损失。

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钢结构防火涂料的分类方法较多,遵照《钢结构防火涂料》GB 14907-2018的产品标准,涂料的分类如下:

1、按火灾防护对象分为:普通钢结构防火涂料、特种钢结构防火涂料

2、按使用场所分为:室内钢结构防火涂料、室外钢结构防火涂料

3、按分散介质分为:水基性钢结构防火涂料、溶剂性钢结构防火涂料

4、按防火机理分为:膨胀型钢结构防火涂料、非膨胀型钢结构防火涂料

钢结构防火涂料的性能特点

1、非膨胀型防火涂料以膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、矿物纤维等无机绝热材料为主,配以无机黏结剂制成,隔热性能、黏结性能良好且物理化学性能稳定、使用寿命长,具有较好的耐久性,应优先选用。但非膨胀型防火涂料的涂层强度较低、表面外观较差,更适宜用于隐蔽构件。

   2、膨胀型防火涂料以有机高分子材料为主。随着时间的延长,这些有机材料可能发生分解、降解、溶出等不可逆反应,使涂料“老化”失效,出现粉化、脱落或膨胀性能下降。膨胀型防火涂料的大量应用主要在1990年后,目前尚无直接评价其老化速度及寿命标准的量化指标,只能从涂料的综合性能来判断其使用寿命的长短。不过有两点可以确定:一是非膨胀型防火涂料寿命比膨胀型防火涂料寿命长;二是涂料所处的环境条件越好,其使用寿命越长。所以本规范对膨胀型防火涂料的使用范围给予一定的限制。

   3、室外、半室外钢结构的环境条件比室内钢结构更为严酷、不利,对膨胀型防火涂料的耐水性、耐冷热性、耐光照性、耐老化性要求更高。国内某大型体育场雨棚钢结构采用某膨胀型防火涂料,在10年后出现涂层老化、性能下降及脱落等现象。

   4、非膨胀型防火涂料中膨胀蛭石、膨胀珍珠岩的粒径一般为1mm~4mm,如涂层厚度太小,施工难度大,难以保证施工质量,为此本规范规定了非膨胀型防火涂层的最小厚度为10mm。

   5、应特别注意防火涂料与防腐涂料的相容性问题,尤其是膨胀型防火涂料,因为它与防腐油漆同为有机材料,可能发生化学反应。在不能出具第三方证明材料证明“防火涂料、防腐涂料相容”的情况下,应委托第三方进行试验验证。膨胀型防火涂料、防腐油漆的施工顺序为:防腐底漆、防腐中间漆、防火涂料、防腐面漆,在施工时应控制防腐底漆、中间漆的厚度,避免由于防腐底漆、中间漆的高温变性导致防火涂层的脱落,避免因面漆过厚、过硬而影响膨胀型防火涂料的发泡膨胀。

钢结构涂料未来发展方向

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目前钢结构防火涂料多采用有机聚合物为原料的溶剂型或水性(水基)防火涂料,此类防火涂料多为膨胀型防火涂料,具有具有粘结强度高、流平好、美观、施工方便等优点,但在高温下会释放有毒烟雾,影响环境及人员健康。未来钢结构防火涂料有可能围绕以下方面继续探索和发展:

1、研发绿色环保的防火涂料产品,减少产品对环境和对施工人员的健康损害;

2、使用范围更加广泛的防火涂料产品,简化涂装施工工艺;

3、引入可持续的原材料技术,利用废弃原材料生产更加高性能的防火涂料;

4、结合防腐涂料的性能,形成复合型防火涂料,兼具耐水、耐酸碱腐蚀等耐久性能。

思享慧介绍

12月16日,广东产品质量监督检验研究院/国家消防产品质量检验检测中心(广东) 消防产品检测室主任戴培刚 、广东省重工建筑设计院技术咨询有限公司结构工程师林星和广州集泰化工股份有限公司高级研发工程师陈剑华,做客思享慧直播间,就钢结构防火涂料在建筑设计、产品检测和项目验收、防火涂料技术发展等多方面角度,为您带来《面面俱到 - 防火涂料应用探讨》,回看请看点击链接

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